Elektrisch-akustischer Sensor für Binärgase und Gasfeuchte
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Moderne Industrieprozesse erheben den Anspruch, ressourcenschonend zuarbeiten. Dies betrifft einerseits einen sparsamen Rohstoffeinsatz und anderseitseinen möglichst geringen Energiebedarf. Um die vorgegebenen Ziele zuerreichen, sind die Prozesse möglichst exakt auf einem definierten Arbeitspunktzu führen. Dabei kommt zwangsläufig Regelungstechnik zum Einsatz, die einegeeignete Sensorik benötigt.Industrielle Trocknungsprozesse sind sehr energieaufwendig und haben vielfach nochOptimierungspotential. Häufig sind jedoch keine Sensoren verfügbar, die kontinuierlichMesswerte unter den meist ...
Moderne Industrieprozesse erheben den Anspruch, ressourcenschonend zuarbeiten. Dies betrifft einerseits einen sparsamen Rohstoffeinsatz und anderseitseinen möglichst geringen Energiebedarf. Um die vorgegebenen Ziele zuerreichen, sind die Prozesse möglichst exakt auf einem definierten Arbeitspunktzu führen. Dabei kommt zwangsläufig Regelungstechnik zum Einsatz, die einegeeignete Sensorik benötigt.Industrielle Trocknungsprozesse sind sehr energieaufwendig und haben vielfach nochOptimierungspotential. Häufig sind jedoch keine Sensoren verfügbar, die kontinuierlichMesswerte unter den meist widrigen Bedingungen liefern. Die kontinuierlicheund langzeitstabile Messung von Hochfeuchte bei Temperaturen > 100 °C ist gegenwärtignur mit wenigen Verfahren möglich. Somit werden immer noch viele Prozesseaufgrund von Erfahrungswerten und mit energetischem Überschuss betrieben.Der hier vorgestellte elektrisch-akustische Sensor nutzt als Messeffekt die isentropeSchallgeschwindigkeit des Messgases.Dieser Messeffekt unterliegt wederAlterung noch Drift durch Beladung mit Staub oder hochmolekularen Fremdstoffen.Mit Hilfe eines mit Messgas gefüllten Hohlraumresonators wird die Schallgeschwindigkeitbestimmt und aus dieser mit der bekannten Messgastemperaturdas Mischungsverhältnis berechnet.Der elektrisch-akustische Binärgassensor ist multivalent einsetzbar. In einer ausgiebigenFehlerbetrachtung werden mögliche Einsatzbereiche jenseits der Gasfeuchtemessungbetrachtet und deren Grenzen aufgezeigt. Das hier vorgestellte Messverfahrenist nicht gasselektiv, weshalb das Gasgemisch qualitativ bekannt sein muss.Die frei programmierbare Sensorelektronik kann problemlos auf den jeweiligenAnwendungsfall angepasst werden. Der modulare Aufbau von Primärsensor undSensorelektronik ermöglicht vielfältige Varianten für spezielle Anwendungsfälle.Mit der hier vorliegenden Arbeit wird erstmals ein Binärgassensor vorgestellt, der instehenden Medien unter widrigsten Bedingungen und bei erhöhten Temperaturenlangzeitstabil einsetzbar ist. Die Anwendungsmöglichkeiten sind vielfältig, jedochist der Haupteinsatzbereich die industrielle Trocknung mit hoher Staubeladung.
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